Centrale photovoltaïque au sol : ce qu’il faut savoir

Les centrales photovoltaïques au sol produisent de l’électricité grâce aux rayons du soleil. Elles exploitent ces derniers pour les transformer en une énergie propre, inépuisable et gratuite. Comment fonctionnent-elles ? Quelles sont les démarches pour l’installation de ce type de projet, et les aides accessibles ? Hellio fait le point sur la question.

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Qu’est-ce qu’une centrale photovoltaïque au sol ?

Aussi appelées fermes solaires, les centrales photovoltaïques au sol produisent de l’électricité grâce à des panneaux installés sur de vastes terrains. Notamment, sur des terres appartenant à des agriculteurs et agricultrices, et qui ne sont pas exploitables pour la culture ou l’élevage par exemple.

Centrales photovoltaïques au sol : quelles spécificités ?

Les centrales photovoltaïques au sol sont de vastes espaces — généralement plusieurs hectares — où sont implantés des panneaux photovoltaïques. Leur vocation est de produire une quantité importante d’énergie solaire photovoltaïque.

La puissance des champs de panneaux solaires peut en effet atteindre plusieurs dizaines de MWc (mégawatt-crête). À titre de comparaison, les installations solaires sur les toitures des maisons offrent une puissance généralement comprise entre 3 kWc et 9 kWc.

Où peuvent être implantées ces centrales photovoltaïques ?

Les fermes solaires peuvent être mises en place sur des terrains d’agriculteurs et d’agricultrices qui souhaitent rentabiliser un pâturage ou un champ non exploitable.

L’installation d’une centrale photovoltaïque au sol peut également intéresser des collectivités ou des investisseurs qui disposent de vastes surfaces planes non utilisées.

D'ailleurs, on voit se développer en France des projets d'autoconsommation collective. Comme le définit Enedis, il s'agit pour plusieurs consommateurs ou producteurs de partager entre eux une électricité produite localement.

Le mode de fonctionnement d’un parc photovoltaïque

Ces centrales au sol ont un fonctionnement similaire aux panneaux solaires photovoltaïques placés sur les toits.

Installés en rangée et reliés entre eux, les panneaux de ces centrales au sol captent la lumière du soleil. Le silicium, matériau conducteur présent dans chaque cellule, libère ensuite des électrons afin de créer un courant continu. Puis ce courant continu passe de panneau en panneau, et s’additionne jusqu’à atteindre l’onduleur, qui le transforme en courant alternatif. De cette manière, l’électricité photovoltaïque produite peut être transportée dans les lignes du réseau d’électricité géré ERDF et Enedis.

Autoconsommation totale, autoconsommation avec revente du surplus ou revente totale ?

Les exploitants d'une ferme solaire ont le choix entre trois options de gestion de leur production d'énergie :

• L'autoconsommation totale : associée à une batterie solaire afin de stocker son surplus d'énergie électrique et le réutiliser lorsque les panneaux ne fonctionnent pas (la nuit par exemple) ;
• L'autoconsommation avec revente de surplus : cet excédent d'énergie produit est réinjecté dans le réseau électrique et racheté par EDF ;
• La revente totale : l'ensemble de la production énergétique est racheté par EDF pour être utilisé par d'autres consommateurs. L'exploitant ne consomme donc pas l'énergie produite.

Rentabiliser ses toitures grâce à l’énergie solaire ?

Quels sont les différents types de centrales solaires au sol ?

Il existe plusieurs types de fermes photovoltaïques. Il peut s’agir d’installations fixes, mobiles, mais aussi de centrales solaires flottantes.

Les centrales photovoltaïques au sol fixes

Particularité de ces fermes photovoltaïques : celles-ci sont dotées de panneaux fixes. Ces derniers sont orientés plein sud pour bénéficier d’un maximum de lumière. L’angle des panneaux peut varier de 25 à 30 degrés en fonction de la topographie locale.

Quelques exemples en vidéo :

• Parc photovoltaïque créé par la coopérative Les Survoltés ;
• Centrale en Gironde.

Les installations au sol mobiles

Aussi appelées « suiveurs » ou « trackers », ces installations sont dotées de panneaux solaires orientables. Une motorisation leur permet de suivre l’orientation du soleil au fil de la journée, afin d’optimiser l’exposition, et donc le rendement. On les retrouve notamment en agrivoltaïsme.

Le décret "agrivoltaïsme" du 8 avril 2024 vient préciser les modalités des installations agrivoltaïques ainsi que des centrales photovoltaïques au sol sur des terrains agricoles, naturels ou forestiers (dans des zones non cultivées).

À noter, ces centrales nécessitent un investissement et un entretien plus importants que les panneaux fixes. Mais leur productivité est supérieure.

Exemple dans le Rhône (source : Révolution Énergétique).

En 2019, un parc photovoltaïque au sol avec stockage a été inauguré à Giuncaggio, en Haute-Corse. Dotée de panneaux photovoltaïques à haut rendement SunPower, cette centrale affiche une puissance de 5 MWc. 25 000 mètres carrés de panneaux solaires ont été installés sur des trackers pour suivre l’orientation du soleil pendant la journée.

Selon Corsica Sole, cette technique permet un gain de production électrique de 10 à 20 % par rapport à des installations fixes. Sur 500 m², quatre blocs sont remplis de batteries lithium-ion. Leur capacité totale est de 7,5 MWh (ou 7 500 kWh). Ces batteries stockent l’électricité produite en journée lorsqu’elle est supérieure à la demande. Ainsi, l'énergie renouvelable est réinjectée dans le réseau électrique lors des pics de consommation entre 18 et 20 h.

Les centrales solaires flottantes

Nouvelle alternative développée au cours des dernières années : le solaire flottant. Désormais, des centrales photovoltaïques peuvent se trouver sur des plans d’eau.

Assemblées en îlot, ces centrales reposent sur des flotteurs, afin que les panneaux puissent rester mobiles. En effet, le niveau du plan d’eau peut varier d’un jour à l’autre.

Avantage de cette solution : elle ne couvre pas la surface agricole. De plus, en été, les panneaux sont directement refroidis par l’eau, ce qui améliore le rendement de l’installation photovoltaïque.

Produisez l'énergie photovoltaïque que vous consommez

Quelles sont les démarches à effectuer pour installer des panneaux solaires au sol ?

Selon les projets, la réalisation d’installations photovoltaïques au sol nécessite différentes autorisations.

Dans tous les cas, pour être accepté, le projet doit respecter les règles d’urbanisme applicables sur l’ensemble du territoire, que la commune soit couverte ou non par un plan d’occupation des sols (POS) ou un plan local d’urbanisme (PLU).

Pour les installations au sol d’une puissance comprise entre 3 kWc et 250 kWc, une déclaration préalable en mairie est nécessaire.

Les installations d’une puissance de plus de 250 kWc sont, quant à elles, soumises à un permis de construire. Ces dernières nécessitent également la réalisation d’une étude d’impact, et une enquête publique.

Combien coûte l’installation d’une centrale photovoltaïque au sol ?

Selon un rapport CRE de 2019, les coûts moyens d’investissement observés pour l’installation d’une ferme photovoltaïque au sol sont estimés à environ 800 € par kWc pour les installations au sol.

Les projets les moins chers tournent autour de 600 € par kWc.

À titre de comparaison, il faut compter environ 1 100 € par kWc pour les installations sur les bâtiments, ombrières et parkings.

Exemple : la ferme de Cestas (Gironde) a une puissance de 300 MWc pour un investissement d’environ 360 millions d’euros. L’ensemble du parc compte un million de modules photovoltaïques !

Inaugurée en 2015, cette centrale est la plus grande de France avec une superficie de plus de 260 hectares. À l'origine, elle détenait le titre de la plus grande d'Europe, mais depuis avril 2024 une centrale de 600 MWc située près de Leipzig en Allemagne, s'étendant sur 500 hectares, s'est hissée en première position du classement.

Quels sont les avantages et les inconvénients d'une centrale photovoltaïque ?

Avant de se lancer dans un projet photovoltaïque, il est essentiel de connaître tous les avantages et inconvénients qui en découlent.

Avantages d'un champ solaire photovoltaïque

• Grande surface : contrairement aux panneaux photovoltaïques sur toiture, les terrains au sol peuvent permettre la mise en place de beaucoup plus de panneaux photovoltaïques et de produire plus d'électricité. En effet, ces centrales mobilisent généralement plusieurs hectares. 
• Longue durée de vie : les panneaux solaires ont une durée de vie moyenne qui se situe entre 20 et 40 ans. Ainsi, plus la durée de vie des panneaux est élevé, plus la rentabilité sera importante. Un entretien régulier est essentiel pour assurer leur longévité. Pas de panique, il suffit de les nettoyer une à deux fois par an avec un chiffon et à l'eau claire.
• Valorisation des terrains inexploités, pollués ou en friches : Une ferme solaire photovoltaïque au sol peut s'implanter sur tout type de terrain disponible (terrain urbain, champ vallonné, ancienne mine ou zone industrielle) ; seule condition, le projet doit être exposé au soleil. De plus, l'installation solaire et le démontage sont réalisés facilement, sans impact sur le sol.
• Production d'énergie peu carbonée et locale : le soleil est une source d'énergie renouvelable (EnR) et propre qui contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et de lutter contre le changement climatique. L'impact écologique du cycle de vie d'un panneau solaire est donc restreint. Les panneaux peuvent être recyclés entre 85 % et 95 % en fonction de leur composition.
• Peut-être couplée avec une activité agricole (agrivoltaïsme) : les exploitants agricoles peuvent en effet installer des panneaux sur leurs bâtiments, au-dessus des cultures ou d'un cheptel. Cette combinaison d'activité permet donc de diversifier ses sources de revenus.
  En revanche, les installations photovoltaïques au sol sur des terrains inexploités diffère des installations agrivoltaïques.
• Baisse des dépenses énergétiques : la production de sa propre électricité permet de faire de gagner en indépendance par rapport aux énergies fossiles ainsi qu'au réseau public d'électricité. Le gestionnaire peut également opter pour la revente du surplus d'énergie ou la revente totale.

Inconvénients des parcs photovoltaïques

• Pas prime à l'autoconsommation : les installations au sol ne permettent pas d'obtenir la prime à l'autoconsommation. En effet, seuls les panneaux solaires sur les toits peuvent en bénéficier.
• Investissement de départ important : le coût de l'achat et de l'installation de panneaux solaires peut être un frein conséquent.
• Fabrication peu écologique : la plupart des panneaux sont fabriqués en Asie dans des usines fonctionnant aux énergies fossiles. Cependant, il est possible que la filière industrielle française retrouve du dynamisme !
  En outre, les minéraux (silicium, extrait de sable, quartz) pour fabriquer les cellules photovoltaïques sont présents abondamment sur Terre, mais l'extraction et la transformation de ces minéraux nécessitent une quantité considérable d'énergie.
• Dépendance au soleil : par rapport aux autres énergies, les panneaux solaires fonctionnent qu'en présence du soleil. Autrement dit, ils ne peuvent pas produire d'énergie la nuit et sont moins efficaces en hiver ou par temps de pluie. De même, certaines régions, telles que dans le sud de la France, ont un rendement plus élevé que les régions du nord de la France par exemple.

Quelles sont les aides de l’État pour une centrale photovoltaïque au sol ?

Vous aimeriez installer une centrale solaire au sol ? Différents dispositifs vous aident à financer votre projet.

Y a-t-il une prime à l’autoconsommation pour les entreprises ?

Aussi appelée « prime à l’investissement », cette aide est attribuée aux particuliers et à certains professionnels qui optent pour l’autoconsommation avec vente de surplus.

Malheureusement, la prime à l’autoconsommation n’est pas accessible à eux qui installent une centrale au sol. En revanche, cette aide est valable pour une structure telle que l’ombrière solaire ou le carport solaire.

La TVA déductible

Les organismes assujettis à la TVA ont la possibilité de la récupérer dans le cadre de l’installation d’un champ de panneaux solaires.

Ce crédit de TVA atteint 20 % du montant total de l’installation, comprenant le matériel et la main-d'œuvre.

Des avantages fiscaux

Si vous créez votre entreprise uniquement pour produire de l’électricité solaire et si vous êtes soumis au régime d’imposition réel dans une zone d’aide à finalité régionale, vous pouvez alors bénéficier d’une exonération d’impôt sur le revenu ou sur les sociétés pendant une durée de 23 mois à compter de la création de l’entreprise (article 44 sexies du Code général des impôts).

En revanche, si la production photovoltaïque n’est pas votre principale activité, les revenus générés seront considérés comme des bénéfices additionnels, et seront imposables.

D’autres aides financières possibles

Selon votre secteur géographique, des aides locales peuvent être accordées pour votre projet de centrale photovoltaïque au sol. Pour savoir si des dispositifs spécifiques ont été mis en place et si vous pouvez en bénéficier, contactez votre mairie, votre communauté de communes, ou l’antenne professionnelle de votre département ou région.

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